【正文】 矩可增高到 ，然后電路上再采用高低壓驅(qū)動(dòng)電路，可將電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩?cái)U(kuò)大一倍左右。已計(jì)算出機(jī)床最大快移時(shí)需步進(jìn)電機(jī)的最高起動(dòng)頻率 為 3333Hz，切削進(jìn)入時(shí)所需kf步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行頻率 為 。M以 作為校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的依據(jù)M從《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》表 3—22 查出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相十拍時(shí)， maxjqM??則最大轉(zhuǎn)矩為： ???j查表 3—23 中 130BF003 型步進(jìn)電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩為 ，大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可以滿足要求。M= + =+= （）39。f—齒輪降速比i—傳動(dòng)連總效率，一般可取 ~，取 ? 則 ：= = 39。f—由于絲桿預(yù)緊里計(jì)算到電機(jī)軸上的附加轉(zhuǎn)矩（）0采用絲杠螺母副傳動(dòng)時(shí)，上述各種轉(zhuǎn)矩（）可用下式計(jì)算= =maxM?J?2max106??tn?將前面數(shù)據(jù)代入式中個(gè)符號(hào)意義同前= r/ ??pbv??起動(dòng)加速時(shí)間 =25msat—傳動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算到電機(jī)軸上的總等數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ?J—電機(jī)最大角加速度?—電機(jī)最大轉(zhuǎn)速maxn—運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度(mm/min)axv—步進(jìn)電機(jī)的步距角b?—運(yùn)動(dòng)部件從停止起加速到最大快進(jìn)速度所需時(shí)間（S）at —脈沖當(dāng)量（mm/step）b?=（ ）?=1000 r/minmaxn= = = = ?J?2max106??tn???折算到電機(jī)軸上的磨擦轉(zhuǎn)矩 fM=f 12039。L鋼材的密度為 （ ）310?= = （ ）1J4D3??310? =（ ）= = （ ）2J4D310??L284?310? =（ ）2.=??L=1500mm=150cm =45mm=（ ）????sJ —溜板及刀架重力取 代入公式可得：= ＋ ＋ [( ＋ )＋ ( )]?JmJ12)(1ZJSgG2)0?L=++ [(+)+ 2)403( )(2)6.(?=（ ）考慮步進(jìn)電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)慣車匹配問題： / =?滿足慣量匹配的要求?！獔A柱體直徑。①效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算計(jì)算簡圖如前（a）所示，根據(jù)《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》表 324，傳動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 可由下式計(jì)算：?J= ＋ ＋ [( ＋ )＋ ( )]?Jm12)(1ZJSgG2)0?L—步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ ）m 。mm 在表 323 中查出 130BF003 最大maxjT靜扭矩為 784N 可以滿足要求， ，但從表中看出 130BF003 步進(jìn)電機(jī)最高空載起動(dòng)頻率為 1500HZ，不能滿足 =3333HZ 的要求，此項(xiàng)指標(biāo)可暫不考慮，可以采用軟件開降kf速程序來解決。65NmFmF－步距角，初選雙拍制為b?075.－電機(jī)－絲桿的傳動(dòng)效率，為齒輪、軸承、絲桿效率之積，分別為 0 ?9 和 。最后應(yīng)使被選電機(jī)與機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載慣量及機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率相匹配，并有一定余量，還應(yīng)使其最高工作頻率能滿足機(jī)床移動(dòng)部件快速移動(dòng)的要求。通用 M/ maxjM=～， 為步進(jìn)電機(jī)最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，M 為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算(1)有關(guān)齒輪計(jì)算 傳動(dòng)比 ???PLi??故取 Z1=18 Z2=30 m=2 mmB=20 mm 02??mzd36181??022?hdaa4*1?maa62*2?mda4826031???(2)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算：工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2221 .0139./30)()80( cmkgWJP ??????絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2414 kgcLDJZ ???????齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 cmkgJZ?24...2 ???電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很少，可以忽略因此，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 122)(1JJiJZZ?? .)53 = 所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩 0maxMf??最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 tfat0快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 mNTJMna . ??????當(dāng) 時(shí) maxn?aamnM? min/?? in/ ????主 cmkgfNMa ..?? iWLfiFf ??00??當(dāng) 時(shí)8. 16.?fcmkgfMf .???)(6200???iLFy )9.(. 2???kgfcmiyt 8..???所以，快速空載啟動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩 0maxMf?? ??切削時(shí)所需力矩： tfat ?? == 快速進(jìn)給時(shí)所需轉(zhuǎn)矩： cmNckgfMf .????由以上分析計(jì)算可知：所需最大力矩 發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí)maz == 步進(jìn)電機(jī)的選擇首先必須保證步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩大于所負(fù)載需的轉(zhuǎn)矩。即：△L=△L1。已知條件： 工作臺(tái)質(zhì)量（根據(jù)圖紙粗略計(jì)算）W=30kgf=300N 時(shí)間常數(shù) T=25ms 滾珠絲杠基本導(dǎo)程 L0=4mm 左旋行程 S=160mm脈沖當(dāng)量： mm/step05.?p?步距角： /step7.?快速進(jìn)給速度： m/min1max?V切削力計(jì)算 橫向進(jìn)給量縱向的 1/2～1/3，取 1/2則： 切削力約為縱向的 1/2 kgfNFZ 015..???在切斷工件時(shí) NkgfZy ..?(3) 滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算1)強(qiáng)度計(jì)算：對(duì)于燕尾型導(dǎo)軌： 由《數(shù)控技術(shù)》可知，導(dǎo)軌車床絲杠的軸向力： 式中 K= =～)(WFfKPZX???f?取 則NkgfP105.)( ?????2)強(qiáng)度計(jì)算：壽命值 610LinT?? 最大動(dòng)負(fù)載 查表得：運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) 硬度系數(shù) ?wf 1?Hf則 Q ??根據(jù)最大動(dòng)負(fù)荷 Q 的值，可選則滾珠絲杠的型號(hào)。步進(jìn)電機(jī)安裝在大拖板上，用法蘭盤將步進(jìn)電機(jī)和機(jī)床大拖板連接起來，以保證其同軸，提高傳動(dòng)精度。采用微機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，由 I/O 接口輸出步進(jìn)脈沖，經(jīng)一級(jí)齒輪減速滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。例如采用預(yù)加負(fù)載導(dǎo)軌和滾珠絲杠副等。縮短傳動(dòng)鏈可以提高系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度，減小傳動(dòng)鏈誤差。例如采用間隙齒輪等。如采用滾珠絲杠螺母傳動(dòng)副、滾動(dòng)導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌等。為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性，在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置時(shí)，通常提出低摩、低慣量、高剛度、無間隙、高諧振以及有適宜尼比的要求。閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電機(jī)或位流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。開環(huán)系統(tǒng)主要由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。開環(huán)控制系統(tǒng)中，沒有反饋電路，不帶檢測裝置，指令信號(hào)是單方向送的。 設(shè)計(jì)方案數(shù)按系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)、點(diǎn)位/直線系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。8. 運(yùn)動(dòng)傳遞運(yùn)動(dòng)傳遞是指各組成要素之間不同類型運(yùn)動(dòng)的變換和傳輸以及以運(yùn)動(dòng)控制為目的的優(yōu)化。在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟，硬件的保證下，完成數(shù)據(jù)采集，分析，判斷，決策，以達(dá)到信息控制的目的。接口應(yīng)保證信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定模式進(jìn)行傳遞。（2）放大 在兩個(gè)信號(hào)強(qiáng)度相差懸殊的環(huán)節(jié)間，經(jīng)接口放大，達(dá)到能量的匹配。機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)控制和信息處理單元基本要求是：提高信息處理速度，提高可靠性，增強(qiáng)抗干擾能力以及完善系統(tǒng) 自診斷功能，實(shí)現(xiàn)信息處理智能化和小型化，標(biāo)準(zhǔn)化。將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進(jìn)行集中，存儲(chǔ)，分析，加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行。根據(jù)控制信息和指令，驅(qū)動(dòng)對(duì)象完成要求的動(dòng)作，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)部件，一般采用機(jī)械，電磁，電液等機(jī)構(gòu)。對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的內(nèi)部和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測，變成可識(shí)別信號(hào)，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)過分析，處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。機(jī)電一體化系統(tǒng)一方當(dāng)面要求驅(qū)動(dòng)的高效率和快速響應(yīng)特性，同時(shí)要對(duì)水，油，溫度，塵埃等外部環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性。用盡可能小的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的輸出功能，是機(jī)電一體化產(chǎn)品的顯著特征之一。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品技術(shù)性能，水平和功能的提高，機(jī)械本體要在機(jī)械結(jié)構(gòu)，材料，加工工藝以及幾何尺寸等方面適應(yīng)產(chǎn)品高效，多功能，可靠和節(jié)能，小型和輕量，美觀等要求。我們將這些部分歸納為：結(jié)構(gòu)組成要素，動(dòng)力組成要素，感知組成要素，智能組成要素；這些組成要素內(nèi)部及其相互之間，通過接口耦合，遠(yuǎn)動(dòng)傳遞，物質(zhì)流動(dòng)，信息控制，能量轉(zhuǎn)換有機(jī)融合集成一個(gè)完整系統(tǒng)。改造原則（1）最大限度地滿足被控設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求；（2）在滿足要求的前提自愛，力求系統(tǒng)簡單經(jīng)濟(jì)、操作方便；（3）保證控制系統(tǒng)工作安全可靠；（4）考慮今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在設(shè)計(jì)容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有進(jìn)一步擴(kuò)展的余地。對(duì)電氣系統(tǒng)作局部改造，則應(yīng)對(duì)保留電氣部分進(jìn)行保養(yǎng)和最佳化調(diào)整。改造后的車床，應(yīng)具有高的靜、動(dòng)態(tài)剛度；運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦因數(shù)?。粋鲃?dòng)無間隙；功率大；便于操作和維修。（2） 將主軸進(jìn)行改